在上一篇文章“新工藝提高pcb激光雕刻的質(zhì)量和效率”中，我們講到了雕刻應(yīng)用和激光雕刻pcb的原理、本質(zhì)等等。

然而，對(duì)于大面積和復(fù)雜形狀的激光雕刻，如果持續(xù)保持某一固定方向的激光掃描，不均勻效果會(huì)逐漸疊加，因此需要采用變換激光掃描方向以及采取逐層去除的加工方法，使加工效果更加均勻。例如，從降低莫爾干涉條紋的角度來(lái)說(shuō)，采用多次激光掃描，每次掃描角度不同就可以使雕刻質(zhì)量大大提高。這種技術(shù)已經(jīng)在印刷行業(yè)應(yīng)用多年，用以確保印刷質(zhì)量均勻，目前這項(xiàng)技術(shù)可以很好地應(yīng)用到激光雕刻中。

激光雕刻質(zhì)量取決于脈沖參數(shù)

如上所述，工藝優(yōu)化的過(guò)程雖然很漫長(zhǎng)但是很有用，在某些情況下，可以將材料去除率提高一倍，或?qū)埩舸植诙葴p半。激光雕刻除了要考慮脈沖參數(shù)，還要考慮脈沖的重疊率和掃描線間隔。這些優(yōu)化在一定程度上可以被結(jié)構(gòu)化和半自動(dòng)化，通過(guò)打標(biāo)樣本來(lái)顯示所選參數(shù)的相互依賴性。

例如，在黃銅上進(jìn)行激光雕刻pcb時(shí)，保持平均功率相同（脈沖重疊率和掃描線間隔保持不變），將脈沖能量調(diào)到最高，脈寬調(diào)到最短，其峰值功率最高的時(shí)候，材料去除率卻很低。然而新工藝納秒脈沖激光通過(guò)增加重復(fù)頻率來(lái)降低脈沖能量和峰值功率，并調(diào)高脈寬，可以顯著提高材料去除率——某些情況下的去除率可達(dá)40%。

有趣的是，同樣的測(cè)試參數(shù)應(yīng)用于不同的材料，結(jié)果也不一樣。其實(shí)這并不奇怪，因?yàn)椴煌牧系年P(guān)鍵物理屬性，如電導(dǎo)率、比熱容、熔點(diǎn)和流體粘度等都不相同，并且這些物理屬性與加工過(guò)程也有關(guān)系。因此，鋁和鋼的最優(yōu)激光雕刻參數(shù)區(qū)別很大，需要反復(fù)試驗(yàn)。

針對(duì)激光雕刻，盡管研究人員已經(jīng)提出了各種加工模型和模擬方法，但是目前還沒(méi)有一個(gè)模型能涵蓋所有可用的工藝參數(shù)和材料類型，因此可見(jiàn)激光雕刻確實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。

激光雕刻最大的挑戰(zhàn)之一，就是提高材料去除率的同時(shí)，仍然保持較高的雕刻質(zhì)量。激光雕刻中存在的熱效應(yīng)限制了激光功率的使用。當(dāng)激光功率為50~100W時(shí)，熱積累開(kāi)始出現(xiàn)，導(dǎo)致雕刻質(zhì)量和一致性下降。當(dāng)然也有高功率激光成功用于塊體材料大面積雕刻的案例，如印刷卷板的雕刻，但這些應(yīng)用案列都比較有局限性。

激光雕刻pcb中的熱效應(yīng)可以通過(guò)不同的技術(shù)來(lái)降低。其中一種比較有效的技術(shù)就是隔行掃描，可以隔一行，也可以隔多行，隔開(kāi)的空白區(qū)域通過(guò)后續(xù)隔行掃描繼續(xù)填充。與順序掃描相比，當(dāng)使用100W的激光在鋁和黃銅的表面進(jìn)行隔行掃描雕刻時(shí)，材料去除率和殘余表面粗糙度都有顯著提高。然而，當(dāng)在不銹鋼上使用隔行掃描技術(shù)時(shí)，材料去除率沒(méi)有明顯提高，但表面粗糙度得到了改善。目前隔行掃描技術(shù)正在試用到200W激光功率上，并期待有良好的結(jié)果。

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